一、新能源汽車引領發展與趨勢
我國新能源汽車持續引領全球。産銷量方面,2022 年我國新能源汽車産銷分别爲 700 萬輛和 688 萬輛,占全球的 60% 以上,已連續 8 年全球銷量第一;保有量方面,截至 2022 年年底已擁有 1310 萬輛新能源汽車的保有量,據全球不完全統計,全球大約有 2600 萬輛新能源汽車,中國占比 50% 以上。未來新能源汽車市場和保有量方面,預計今年很大程度能夠實現 30%,樂觀估計 2025 年可以達到 50%;到 2050 年汽車保有量中電動化比例會超過 80%,到 2060 年汽車保有量中 90% 會是新能源汽車。
動力電池、插電混動和燃料電池技術三駕馬車全面發展。純電動主導地位繼續穩固,純電動汽車占比超過 70%。插電混合動力汽車的比例保持在 20% 左右,憑借較好的節能減排效果和化解裏程擔憂問題,市場接受程度較高。預計未來 10 年左右,插電混動仍然會有 20%-30% 的市場占有率。燃料電池汽車開始進入到規模化示範階段,對于氫能産業以及戰略的引領作用已經體現出來。
預計交通領域在 2025 年 -2027 年間将實現碳達峰。電能對汽柴油替代效果已經顯現出來,初步估算 2021 年和 2022 年新能源汽車對汽柴油的替代量在 3000 萬噸 -5000 萬噸,盡管我國汽車總量在持續增加,但是汽柴油的消費增加量幅度已經趨緩,其中能量需求由電能和替代燃料來滿足,而根據初步估計,電能的替代已經超過天然氣和乙醇燃料的替代作用。節能與新能源汽車路線圖 1.0 到 2.0 均對道路交通碳排放時間點有所判斷,大概在 2027-2028 年。根據清華大學碳中和研究院零碳交通研究中心的測算,比較樂觀的看法是 2025 年之前道路交通碳排放能夠達峰。但即使到 2060 年,交通能源碳排放不會降爲零,仍然有 30% 能源采用含碳燃料,這需要通過生物質合成燃料等方式,實現全生命周期的碳中和。
電動汽車 - 能源網互動能量聚合潛力巨大,V2G 進入小規模示範階段。預計到 2040 年新能源汽車保有量 3 億輛,車載電池容量約 200 億千瓦時,基本上與每天生活用電的電量相當。乘用車和商用車可參與到電網調度的電量比例可達 104 億千瓦時和 5 億千瓦時,其中乘用車的參與量比較大,是因爲其大部分時間處于停車狀态。電動汽車對電網功率支撐能力約爲 30 億千瓦,是非化石能源裝機容量的一半,電動汽車的削峰填谷功能将有利于新型電力系統的間歇性調整。
二、新能源體系低碳發展與轉型
構建新型能源體系是我國能源轉型的長遠目标。主要是以風能發電、太陽能發電、生物質發電和核能發電等非化石能源爲主,以傳統化石燃料發電作爲輔助,依靠先進的輸配電技術、儲能技術以及車網互動技術,實現智慧的能源體系。國際上歐、美、日等對于可再生資源在電網體系起主導作用均有相同的認識。
我國 2022 年可再生資源發電量 2.7 萬億千瓦時,占到全社會用電量 31% 左右。當年風電、光伏總發電量 1.2 億千瓦時,占全社會用電量 13%,預計到 2030 年容量會大幅度上升,對電網穩定性、安全性會帶來比較大的問題。儲能是新型能源體系裏重要組成部分,對于間歇性的可再生資源,具有蓄能調節作用。目前在新型儲能技術方案中,锂離子電池占較大比例,此外還可通過電解水轉爲氫作爲燃料,該方案被認爲是長周期大規模儲能的路徑之一。
新能源産業體系趨勢性特征明顯。一是由于可再生資源體系的增加,電力系統安全保障需要進一步提升;二是終端用能進一步清潔化,這是實現碳中和最主要的一條路徑;三是多模态的形式,就是源網荷動會出現的比較頻繁;四是韌性要求比較好,不是過去的剛性電網。新能源汽車加入到電網以後,由于電能的互動、雙向流動,可成爲新能源産業主要形态的一部分。
三、融合發展助力 " 雙碳 " 目标實現
電動化交通實現了碳排放向新能源汽車制造和電力生産階段的轉移,工業和能源領域碳排放成爲雙碳戰略的核心。我國電力、交通、工業制造三個領域合計碳排放占 70% 左右,是碳減排的重點。因此,降低化石能源消耗,推動風光等新能源綠色電力發展,實現交通領域電動化,才能有效降低電力、工業制造和交通領域碳排放。
動力電池産業碳減排是首要任務。根據中汽研報告,動力電池制造環節碳排最高可占電動汽車全生命周期碳排放的 40%,是電動汽車碳排放主要來源,是碳減排的重點。另外一方面,國際上提議實施電池碳排放核算、阈值管理等碳足迹管理政策,對于大型跨國電池企業而言,如果進行全球動力電池貿易與投資,必須開展動力電池領域碳足迹管理與碳減排工作。
四、清華大學科研團隊聯合歐陽明高院士工作站開展動力電池碳管理研究
清華大學新能源動力系統科研團隊聯合歐陽明高院士工作站聚焦行業共性關鍵問題,開展動力電池碳管理研究,主要包括碳足迹核算、碳中和路徑制定等相關工作。碳核算方面研究顯示,三元動力電池和磷酸鐵锂動力電池相比,三元電池的碳排放足迹比磷酸鐵锂電池要高。碳減排路徑包括多個方面,如選址綠電區域、回收利用退役動力電池、延長電池生命周期和建設零碳園區等。
總結:新能源汽車方面,電動汽車已經進入大規模産業化的新階段,預計 2030 年保有量 1 億輛以上。新型能源革命方面,新能源汽車普及帶動交通全面電動化和儲能産業大發展,儲能産業是新能源裏面最重要的組成。融合發展機遇方面,交通率先實現碳達峰,倒逼電池碳足迹與能源低碳化的深度融合與協調發展。
(圖 / 文 網通社 王芳冉)